JPS6229740B2

JPS6229740B2 -

Info

Publication number: JPS6229740B2
Application number: JP53092018A
Authority: JP
Inventors: Taro Iwamoto; Moritomo Ando; To Oomae; Akira Kusumoto; Toshitaka Suzuki; Masatake Takitera; Kunio Hamada; Koichi Koyama; Kazuhiro Yoshida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1987-06-27
Also published as: US4311556A; SE7906323L; JPS5518962A; DE2930389A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、原子炉容器内点検装置に係り、特に
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内部の点検およ
び欠陥検査を行なうに好適な原子炉容器内点検装
置（単に点検装置という）に関するものである。

供用期間中の原子炉圧力容器内部の異常の有
無、特に欠陥の発生の有無を調べることは、原子
炉の安全性を保証するために実施される重要な作
業である。加圧水型の原子炉の場合、圧力容器内
部の構造物は全て徹去することが可能な構造とな
つており、比較的自動化が容易である。

沸騰水型原子炉の圧力容器内部の構造物は、そ
の一部しか外部に搬出することができない構造と
なつている。特に沸騰水型原子炉の重要な点検対
象である原子炉圧力容器のノズル部には給水スパ
ージヤや炉心スプレイ配管が設けられ、原子炉圧
力容器内壁にはガイドロツドが取付けられている
など障害物が多い。したがつて沸騰水型原子炉の
原子炉圧力容器内を点検する点検装置には、十分
な監視システムを備え作業の安全を図らなければ
ならない。

従来の点検装置は十分な監視システムが不足し
ていた。また沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内
のノズルは、加圧水型原子炉のノズルと形状が異
なり、鞍型曲線に沿つたノズルコーナ部の検視が
必要で、複雑な３次元曲面の検査を実施するため
多くの自由度を持つアームが必要である。また、
誤操作による衝突などで機器をこわすことのない
よう誤操作の生じないような点検装置の制御シス
テムが必要である。これらの問題点があるため、
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内の点検は、原
子炉圧力容器内に人間が入つて作業を行つてい
た。しかし原子炉圧力容器内は放射線レベルが高
く、温度や湿度も高いなど作業環境は極めて悪
く、検査作業の早急な自動化が望まれている。

本発明の特徴は、原子炉容器の上部に設置され
て原子炉容器内に挿入されるコラムとコラムに保
持されながら昇降しかつ回転軸を有する昇降手段
回転軸に取付けられかつ回転軸の半径方向および
軸方向に移動可能な１対のアームと、各々のアー
ムに取付けられる点検作業手段とからなる原子炉
容器内点検装置にある。

本発明の目的は、上記した点を考慮し、原子炉
容器の複雑な内部の点検を容易に行なえる原子炉
容器内点検装置を提供することにある。

原子炉圧力容器内部の検査内容は、炉内構造物
の変形や取付状態の不良等の目視点検と、原子炉
圧力容器の内壁部およびノズル部の探傷検査があ
る。探傷検査法の主なものは、内部欠陥を検出す
る超音波探傷法と表面欠陥を検出する浸透探傷検
査法である。それぞれに特長がある。超音波探傷
法は、被検査物体表面と探触子の間に超音波を伝
達する媒介物が必要であるが、水中で使う場合は
水が媒介物となるので都合が良い。したがつて、
本発明に適用される超音波探傷装置は、水中での
使用が可能な構造とした。

浸透探傷検査は、探傷液を使用するので空気中
で検査しなければならない。浸透探傷装置は、洗
浄液、浸透液、現傷液の３種類の液体の塗布およ
び拭取りの作業を行なう装置の他に、前処理とし
て被検査物表面のスケールを落す研磨作業と、現
像液膜の表面を検視する作業を自動化しなければ
ならない。これらの装置は１つにまとめると大き
くなつてノズル部の狭い空間では使用できない。
したがつて、数種類の作業装置とし、これらの作
業装置を被検査物の近くに移動させるマニプレー
タに取付け、作業内容に応じてこれらの作業装置
を随時交換するシステムとする探傷検査法として
はこの他に、検査面に４本の電極を接触させ、こ
のうち２本の電極に電流を流し、他の２本の電極
により電圧分布を測定したとき、測定用電極間に
欠陥があれば電圧分布が変化する現象をとらえる
電気抵抗式探傷法がある。

検査の対象となる原子炉圧力容器１は、第１図
に示すようなカプセル型の円筒状容器である。上
鏡２は原子炉圧力容器１のフランジ３にボルト結
合されており、取外すことができる。原子炉圧力
容器１の内壁には第１図にその一部が示されてい
るように多数のノズル４が設けられており、その
うち一部のノズル４Ｂにはノズル４Ｂの内径より
細い配管構造物（給水スパージヤ）５が取付けら
れている。このような場所を隅無く検査するため
に、作業装置を移動する手段としての点検装置の
マニプレータは、第２図に示すような各々の動作
を行なう必要である。

すなわち、第２図Ａのように原子炉圧力容器内
壁に沿う施回a₁および昇降運動a₂、第２図Ｂ，Ｃ
のようにノズル４の内面およびノズルコーナ部を
査するための水平軸まわりの回転b₁およびc₁、回
転軸方向の前後進b₂、半径方向の伸縮b₃およびc₂
および回転軸を含む面内の曲げb₄およびc₃であ
る。これらの動作を作業装置に与えるマニプレー
タは、第３図Ａに示すように、垂直軸（コラム）
まわりの施回動作θ、昇降動作Ｚ、回転動作Ｔ
_W、半径方向動作Ｘ_R、伸縮動作Ｙ_Rおよび装着台
回転動作Ｓ_Rの各動作が行なえるように６軸から
構成されている。このマニプレータの構成に、下
記に述べるような理由からもつ１本のアームを増
やし２本腕構成とし、昇降軸動作を粗密構造と
し、さらに作業装置の交換のため施回テーブル上
に走行軸を追加し、第３図Ｂに示すような全11軸
からなる構成のマニプレータを考えた。このマニ
プレータは、第３図Ａのマニプレータの各動作
に、半径方向動作Ｘ_L、伸縮動作Ｙ_L、装着台回転
動作Ｓ_L、粗調整昇降動作Ｚ_n、微調整昇降動作Ｚ
_fおよび走行動作Ｙ_pが付加される。

２本腕構造とした主な理由は２点ある。まず、
片方の腕の先端に取付けた作業装置の作業状況、
たとえば、作業装置の先端をノズル４Ｂの狭間隙
部に挿入したり、ノズル４および４Ｂのコーナに
沿つて運動する場合、誤操作や位置の狂いなどに
よる衝突防止、探傷液の漏洩や機器の異常の監視
のため、常に作業状況を写し出すテレビカメラが
必要である。このテレビカメラは常に作業装置を
同じ側から見れるように作業装置とともにノズル
の中心軸まわりを回転する必要がある。このテレ
ビカメラを支持し、ねらい位置や視角、視野を調
整するためもう１つの腕が必要である。

もう１つの理由は、狭間隙部内に挿入する浸透
探傷装置では寸法上の制約のため、挿入部に全て
の機能を備えることができないので、探傷液の供
給装置、スポンジ洗浄装置、廃液処理装置等はも
う１本の腕に取付け、２本の腕の協調動作を行な
わせることにより機能を満すようにするためであ
る。

以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施例
である原子炉容器内点検装置を説明する。沸騰水
型原子炉の運転が停止されて所定期間が経過した
後、原子炉圧力容器１上部の上鏡２が、フランジ
３から取外される。第４図に、原子炉容器内点検
装置のマニプレータ１９の全体構造を示す。マニ
プレータ１９の１対の脚部１０がフランジ３上に
設置され、マニプレータ１９が原子炉圧力容器１
内に挿入される。マニプレータ１９は、第３図Ｂ
に示すような11の動作が行なえる11軸の自由度を
有している。マニプレータ１９は、原子炉圧力容
器１から離れた場所に設置されている制御用計算
機２０、総括制御盤２１、サーボ制御盤２２とケ
ーブル２３で接続されている。マニプレータ１９
は旋回テーブル８を設けた架台９を有する。１対
の脚部１０が、架台９の下部に設けられる。歯車
６７が、旋回テーブル８の側面に設けられる。歯
車６７と噛合う歯車７９を有しかつ旋回テーブル
８に旋回動作θを行なわせる駆動装置７０が、架
台９上に設けられる。架台９上に配置される１対
のレール８８上を移動する移動台１３が設けられ
る。移動台１３に走行動作Ｙ_pを行なわせる駆動
装置８９が、架台９上に設けられる。移動台１３
には、昇降用のレールとなる２本の垂直コラム２
４Ａおよび２４Ｂが取付けられている。移動台１
３上に設置されたワイヤ巻上げ装置２５に巻かれ
たワイヤ２６の先端が取付けられかつ垂直コラム
２４Ａおよび２４Ｂに沿つて昇降する昇降台２７
と、昇降台２７との間の距離が精密に調整できる
機構により昇降台２７に接合されたクロスヘツド
２８が、垂直コラム２４Ａおよび２４Ｂに沿つて
円滑に摺動できるように垂直コラム２４Ａおよび
２４Ｂに取付けられている。上記クロスヘツド２
８は、水平面内で回転する回転シヤフト２９が設
けられる。回転シヤフト２９の先端には、回転シ
ヤフト２９の半径方向および軸方向に移動可能を
２本のアーム１１および１２が設置される。種々
の作業装置が搭載可能な装着台３０Ａおよび３０
Ｂが、回転装置３１Ａおよび３１Ｂの先端に設け
られる。第４図では装着台３０Ａに自動研磨装置
９９が取付けられている。装着台回転動作Ｓ_Rお
よびＳ_Lを行なう回転装置３１Ａおよび３１Ｂ
が、アーム１１および１２に連結される。テレビ
カメラ１５が移動台１３に取付けられる。テレビ
カメラ１７は回転シヤフト２９の先端に取付けら
れる。テレビカメラ１６は装着台３０Ｂに取付け
られる。

アーム１１および１２付近の詳細構造を、第５
図に示す。

クロスヘツド２８は、アーム１１および１２を
水平に支え、垂直コラム２４Ａおよび２４Ｂに沿
つて昇降する昇降部材である。クロスヘツド２８
の角穴９４Ａおよび９４Ｂには前記垂直コラム２
４Ａおよび２４Ｂが挿入される。クロスヘツド２
８の丸穴９５には昇降台２７とクロスヘツド２８
を連結するボールねじ６９と噛うボールナツト５
２が取付けられる穴である。クロスヘツド２８の
中央部には水平に取付けられた回転シヤフト２９
があり、その一端に設けられた駆動ギヤ６８を後
述する第７図の駆動装置９２の駆動ギヤ４８にか
み合せることにより回転させる（回転動作Ｔ_W）
ことができる。駆動ギヤ４８を回転させる駆動装
置９２は、クロスヘツド２８に取付けられる。こ
の場合、ギヤ４９および５０、ボールねじ５１、
ボールナツト５２、角筒５３、ローラ５４および
角筒５５は不要である。この回転シヤフト２９の
他端には１対の角筒５３Ａおよび５３Ｂが回転シ
ヤフト２９に対し直角に、しかも対称となるよう
回転シヤフト２９をはさんで取付けられている。
角筒５３Ａおよび５３Ｂの一端に駆動装置９２Ａ
および９２Ｃが取付けられる。角筒５３Ａおよび
５３Ｂ内に、角筒５５Ａおよび５５Ｂが、移動可
能に挿入される。一端に駆動装置９２Ｃおよび９
２Ｄが設けられる角筒５３Ｃおよび５３Ｄが、角
筒５５Ａおよび５５Ｂの一端に取付けられる。角
筒５５Ｃおよび５５Ｄが、角筒Ｃおよび５３Ｄ内
に挿入される。アーム１１は、角筒５３Ａ，５５
Ａ，５３Ｃおよび５５Ｃによつて構成される。ア
ーム１２は、角筒５３Ｂ，５５Ｂ，５３Ｄおよび
５５Ｄによつて構成される。角筒５５Ｃに回転装
置３１Ａが取付けられる。角筒５５Ｄに回転装置
３１Ｂが取付けられる。アーム１１は駆動装置９
２Ａおよび９２Ｃの作用によつて、アーム１２は
駆動装置９２Ｂおよび９２Ｄの作用によつて、回
転シヤフト２９の半径方向（半径方向動作Ｘ_Rお
よびＸ_L）および軸方向（伸縮動作Ｙ_RおよびＹ
_L）に移動される。

角筒５５Ｃおよび５５Ｄの伸縮動作Ｙ_Rおよび
Ｙ_Lによつても、常に、マニプレータ１９のバラ
ンスを保つために、クロスヘツド２８のギヤ６８
の存在する側に、角筒５５Ｃおよび５５Ｄの伸縮
量に比例して移動するバランスウエート（図示せ
ず）が取付けられる。

作業装置の１例として自動浸透探傷装置９６
を、マニプレータ１９に取付けた状態を第５図に
示す。自動浸透探傷装置９６は、塗布拭取機３２
および探傷液供給機３３等からなつている。塗布
拭取機３２をアーム１１の装着台３０Ａに取付
け、アーム１２には探傷液供給機３３、探傷液タ
ンク３４、バルブボツクス３５を取付ける。塗布
拭取機３２の先端にはスポンジ３６があり、これ
を用いて探傷液の塗布拭取作業を行なう。このス
ポンジ３６に探傷液を供給し、洗浄し、また廃液
を回収するために、アーム１１の回転装置３１Ａ
を駆動して塗布拭取機３２をアーム１２に直角と
なるように向け、スポンジ３６をアーム１２に取
付けた探傷液供給機３３に接するように駆動装置
９２Ｂおよび９２Ｄを駆動させて角筒５５Ａおよ
び５５Ｄの位置を調節する。スポンジ３６に探傷
液供給機３３から探傷液を供給し、または洗浄し
た後、再び回転装置３１Ａを駆動して塗布拭取機
３２をノズル４の方に向け、回転シヤフト２９、
角筒５５Ａおよび５５Ｃを操作して、塗布拭取作
業を行なう。スポンジ３６を探傷液供給機３３に
て洗浄することによつて発生した廃液は、配管９
７を通して廃液収容タンク９８に送られ、そこに
貯蔵される。

第６図に塗布拭取機３２のアーム１１への取付
方法を示す。アーム１１の装着台３０Ａに４本の
ボルト３７がピン３８により取付けられている４
本のボルト３７を、塗布拭取機３２の取付座３９
に設けられた４個の切欠きにはめ込んで、ナツト
４０により固定する。装着台３０Ａの中心には、
塗布拭取機３２の取付座３９に設けた穴にはめ合
せ心出しを行なうボス４１がある。ナツト４０
は、割りピン４２によりボルト３７より脱落する
のを防いでいる。

駆動装置９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃおよび９２Ｄ
は第７図に示す駆動装置９２と同一構造を有して
いる。第７図に基づいて、駆動装置９２の詳細構
造を説明する。角筒５３は、角筒５３Ａ，５３
Ｂ，５３Ｃおよび５３Ｄに対応し、角筒５５は角
筒５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃおよび５５Ｄに対応す
る。駆動装置９２は、水中での使用が可能となる
よう電気部品は全て密閉箱４３内に収納し、出力
軸４４は弾性体から成るシール部材４５およびメ
カニカルシール４６により防水されている。出力
軸４４は、ベアリング１２０によつて密閉箱４３
に支持される。電動機４７の出力軸４４は駆動ギ
ヤ４８、バツクラツシユ調整用ギヤ４９、駆動ギ
ヤ５０を介してボールねじ５１を回転させる。ボ
ールねじ５１は、ベアリング１２１によつて密閉
箱４３に支持される。ベアリング１２１は、シー
ル部材１２２および１２３によつてシールされ
る。ボールねじ５１にはボールナツト５２がはめ
合されており、このボールナツト５２は、角筒５
３に取付けられたローラ５４により摺動可能に支
持された角筒５５の一端に固着されている。電動
機４７を回転させると、ボールねじ５１およびボ
ールナツト５２により角筒５５が角筒５３Ｋに対
し直線移動する。出力軸４４にはもう１つの駆動
ギヤ５６があり、減速ギヤ５７，５８および５９
を介してねじ棒６０を回転させ、その先端に取付
けた回転角度検出器６１の入力軸を回す。ねじ棒
６０とボールねじ５１とはギヤを介して一定の回
転比となるので、角筒５５の位置は回転検出器６
１より取出される電気信号より知ることができ
る。ねじ棒６０にはドツグ６２がはめ込まれてお
り、ドツグ６２はねじ棒６０の回転により直線移
動する。またねじ棒６０に沿つて２個のリミツト
スイツチ６３，６４が設けてあり、角筒５５のス
トロークの始点と終点に対応するドツグ６２の位
置で接点が切換わるよう取付位置の調整がしてあ
る。電動機４７に電磁ブレーキ６５と回転速度検
出器６６が組込まれているが、この電磁ブレーキ
６５は通電時に開放され、遮断時にブレーキのか
かる構造となつており、停電時に角筒５５が動か
ないよう固定するので安全である。

駆動装置９２は、移動台１３に固着することに
よつて移動台１３の駆動機構ともなる。また駆動
装置９２はボールねじ５１の代りに装着台３０Ａ
および回転軸をギヤ５０に結合することにより装
着台３０の回転装置３１Ａおよび３１Ｂとしても
使用できる。さらに、ギヤ４９を旋回テーブル８
の旋回ギヤ６７にかみ合せることにより駆動装置
９２によつて旋回テーブル８を駆動することもで
きる。

マニプレータ１９のアーム１１および１２の昇
降動作は、可動範囲10ｍ程度で長い上に1/10ミリ
のオーダの高い位置決め精度が要求される。この
ためアーム１１および１２を支える部分を昇降台
２７とクロスボツクス２８とに上下２段に分割す
る。昇降台２７とクロスボツクス２８は、ボール
ネジ６９によつて連結される。昇降台２７は、ワ
イヤロープ２６およびその巻上機構２５の駆動に
よりコラム２４Ａおよび２４Ｂに沿つて昇降する
（昇降動作Ｚ_n）。この場合、ワイヤーロープ２６
の長さが変化するので、正確な位置決めは困難で
ある。したがつて、第９図に示すように、コラム
２４Ａおよび２４Ｂに多数の穴７１Ａおよび７１
Ｂを等間隔に配置し、この穴７１Ａおよび７１Ｂ
にピンク７２Ａおよび７２Ｂを挿入することによ
つて昇降台２７の位置決めが行なわれる。穴７１
Ａおよび７１Ｂの位置は、コラム２４Ａおよび２
４Ｂに正確に位置決めされるように加工される。
穴７１Ａおよび７１Ｂの直径は、ピン２７Ａおよ
び７２Ｂの挿入を容易かつ確実にするため、第１
０図に示すようにピン７２Ａおよび７２Ｂの外径
より大きくとり、ピン７２Ａおよび７２Ｂが穴７
１Ａおよび７１Ｂの下辺に接するところで位置決
めを行なう。ピン７２Ａおよび７２Ｂは、バネ７
３Ａおよび７３Ｂの働きによりロツド９０Ａおよ
び９０Ｂ、リンク７５Ａおよび７５Ｂを介して、
常時、穴７１Ａおよび７１Ｂに挿入されるように
押されている。昇降台２７を移動させるために穴
７１Ａおよび７１Ｂからピン７２Ａおよび７２Ｂ
を引抜く時は、エアシリンダ７４内のピストン９
１を押上げる。停電時は、自動的にピン７２Ａお
よび７２Ｂが穴７１Ａおよび７１Ｂに挿入され、
アーム１１および１２が落下するのを防止する。
ピン７２Ａおよび７２Ｂを穴７１Ａおよび７１Ｂ
に挿入するため、リミツトスイツチ７６のローラ
７７をコラム２４Ａに押付けておく。クロスヘツ
ド２８の昇降に伴なつてローラ７７が１つ上の穴
７１Ａに落込むとリミツトスイツチ７６の接点が
切換わるので、この信号を用いてシリンダ７４内
への空気の供給方向を変えピストン９１を押下げ
てピン７２Ａを穴７１Ａ内に挿入する。ピン７２
Ａの位置は、リミツトスイツチ７８によつて電気
的に検出できる。昇降台２７を下げる時は、巻上
ドラム２５を駆動してワイヤロープ２６をゆるめ
る。昇降台２７は自重により降下しピン７２Ａお
よび７２Ｂは穴７１Ａおよび７１Ｂの下辺に着座
する。穴７１Ａおよび７１Ｂの位置はあらかじめ
正確な寸法で加工されているので、ワイヤーロー
プ２６の長さを巻上ドラム２５の回転検出器（図
示せず）の信号より求めれば、ワイヤーロープ２
６が多少伸縮しても、穴７１Ａおよび７１Ｂのそ
れぞれのピツチをそれより大きくとつておけばど
の穴７１Ａおよび７１Ｂにピン７２Ａおよび７２
Ｂが挿入されたかを知ることができる。このよう
にして昇降台２７は、段階的に正確な位置決めが
できる。昇降台２７とボールねじ６９により接合
されたクロスヘツド２８は、昇降台２７を基準と
して高さを調整できる。すなわち、第７図に示す
駆動装置９２が、昇降台２７に取付けられる。こ
の場合、第７図に示すボールねじ５１が、ボール
ねじ６９になり、角筒５３、ローラ５４および角
筒５５は不要となる。ボールナツト５２が、クロ
スヘツド２８に取付けられる。昇降台２７に取付
けられる駆動装置９２を駆動することによつて、
ボールねじ６９が回転し、クロスヘツド２８がコ
ラム２４Ａおよび２４Ｂに沿つて下降する（昇降
動作Ｚ_f）。昇降動作Ｚ_nおよびＺ_fによつて、クロ
スヘツド２８の位置決めが、精度良く行なえる。
昇降台２７およびクロスヘツド２８には、コラム
２４Ａおよび２４Ｂに沿つての移動を円滑にする
ために、ローラ９３が設けられる。昇降台２７に
よる位置決めは粗調整であり、クロスヘツド２８
による位置決めは微調整である。

作業装置には、前述した自動浸透探傷装置９６
の他に、自動研磨装置９９、自動検視装置１８お
よびテレビカメラ１６がある。これらの作業装置
は、必要に応じて装着台３０Ａまたは３０Ｂに第
６図のようにそれぞれ取付られる。これらの作業
装置の交換は第１１図のように行なわれる。駆動
装置９２Ｃおよび９２Ｄを作動させて、装着台３
０Ａに取付けられる作業装置および装着台３０Ｂ
に取付けられるテレビカメラ１６を原子炉圧力容
器１の内壁から遠ざける。その後、ボールねじ６
９を駆動してクロスヘツド２８を上昇させ、昇降
台２７に接触させる。ワイヤ巻上げ装置２５を駆
動してワイヤ２６をワイヤ巻上げ装置２５に巻付
け、昇降台２７を上昇させる。このようにしてア
ーム１１およびアーム１２を原子炉圧力容器１の
フランジ３より高い位置まで持上げる。そして、
原子炉ウエル１２４内の安全領域７内に各アーム
の先端の作業装置取付部を突出する。マニプレー
タ１９の旋回テーブル８を支える架台９の脚部１
０を高くして脚部１０間に各アームが入るように
構成される。アーム１１に取付けられている作業
装置を取外し、別の作業装置をアーム１１に取付
ける交換作業は、安全領域７内で行なわれる。こ
の交換作業時に、廃液収容タンク９８内の廃液
が、原子炉建屋床面１１８に設置される排出装置
（図示せず）によつて排出される。このため、作
業者の被ばくの危険性が少ない。原子炉圧力容器
１内の炉心部６から放出される放射線は、直線１
２５と直線１２６の間の原子炉ウエル１２４内の
領域に放出される。安全領域７は、原子炉圧力容
器１の上端によつて放射線がさえぎられているの
で、被ばくの危険性が少ない。作業装置の交換が
終了した後、前述した手順と逆に作業装置が原子
炉圧力容器１内に移動される。

原子炉圧力容器１内の点検には、作業装置が自
動研磨装置９９、自動浸透探傷装置９６および自
動検視装置の順に用いられるので、この順序に、
順次、作業装置を安全領域７内で交換する。超音
波探傷装置を用いることもある。

これらの作業装置を原子炉圧力容器１に出入れ
する時および原子炉圧力容器１内の点検時に、マ
ニプレータ１９の動きを監視するために、第１３
図に示されるように、３台のテレビカメラ１５，
１６および１７が、常時、マニプレータ１９に取
付けられている。作業状況全体を見るため、アー
ム１１および１２両腕部のほぼ真上に下向きで作
業台１３にテレビカメラ１５を設置する。このテ
レビカメラ１５では作業装置、各アームおよびア
ーム１２先端に取付けたテレビカメラ１６の原子
炉圧力容器１内壁への接近状況を監視する。その
状況は、第１４図Ａに示すテレビモニタ１４７に
写出される。自動研磨装置９９の側面からは、ア
ーム１２の先端に取付けたテレビカメラ１６が、
監視している。その状況は、第１４図Ｃに示すテ
レビモニタ１４９に写出される。テレビカメラ１
７は、その軸心を回転シヤフト２９の軸心と一致
させて、回転シヤフト２９に取付けられる。テレ
ビカメラ１７による映像は、第１４図Ｂのテレビ
モニタ１４８に写出される。テレビモニタ１４８
の画面に電気信号の合成によつて十字線に現わ
し、ノズル４が真正面に写るようにマニプレータ
１９の各軸を位置調整することによつてノズル４
の中心合せを行なうことができる。このように、
３台のテレビカメラを用いることによつて、アー
ム１１および１２の先端部をきめこまかくあらゆ
る方向から監視することができ、作業装置および
テレビカメラ１６を原子炉圧力容器１の内壁およ
び原子炉圧力容器１内に存在する障害物に衝突さ
せることを防止できる。炉心部６内に破損した破
片を落下させる危険性が著しく減少する。

テレビカメラ１７を用いて中心合せ作業を行な
う作業を、第１５図から第１８図に基づいて説明
する。すなわち、回転シヤフト２９の中にその軸
心上にテレビカメラ１７を取付ける。テレビカメ
ラ１７は、ビデオアンプ８０およびテレビモニタ
１４８にケーブル８２で接続されている。また、
ビデオアンプ８０には、テレビモニタ１４８の画
面の中心および中心からの距離を示す第１６図Ａ
の十字線８３および目盛り８４をテレビカメラ１
７でとらえた画像と合成するため、スーパーポー
ズ信号発生器８５が接続されている。各アーム１
１および１２が作業を行なうためノズル４の近く
にアーム１１および１２が概略位置決めされる
と、第１６図Ａのような画像がテレビモニタ１４
８に写る。このテレビモニタ１４８は総括制御装
置２１に取付けられており、人間がその画面を監
視している。第１６図Ａの状態ではノズル４の軸
心と回転シヤフト２９の軸心が第１６図Ｂのよう
に一致していない。ノズル４の縁の線が十字線８
３の垂直線に対し左右対称となるように旋回テー
ブル８を第１７図Ｂの矢印１５２の方向に旋回さ
せると、テレビモニタ１４８の画像は第１７図Ａ
のようになる。次に、ノズル４の縁の線が十字線
８３の水平線に対し上下対称となるように、ボー
ルねじ６９を駆動してクロスヘツド２８を第１８
図Ｂの矢印１５３の方向に上昇させれば、テレビ
モニタ１４８の画面は第１８図Ａのようになる。
このようにしても、容易にノズル４の軸心と回転
シヤフト２９の軸心を合せることができる。この
とき、目盛り８４は回転シヤフト２９の軸心から
のノズル４の軸心のずれを知る目やすとなる。

もう一台のテレビカメラ、すなわち、自動検視
装置１８は、第１９図Ａに示すように、アーム１
１の装着台３０Ａに取付けられる。自動検視装置
１８は、ノズル４Ａと給水スパージヤ５との間の
狭い間隙内に挿入され、ノズル４Ａの表面の欠陥
を検視する。自動検視装置１８には、光学繊維束
が用いられている。自動検視装置１８より撮像
は、第１９図Ｂに示すテレビモニタ１５０に写出
される。ノズル４Ａ内面には自動浸透探傷装置９
６によつて白い現像液が塗布されている。ノズル
４Ａに欠陥がある場合は、前に塗布された赤い浸
透液が現像液の膜に染み出してくるので、テレビ
モニタ１５０に１５１で示す欠陥部が現われる。

自動検視装置１８により撮像された画像はビデ
オテープレコーダ（図示せず）により記録してお
くと、後で再生して再び見ることができ便利であ
る。特に原子炉容器内点検装置を用いた原子炉圧
力容器１内の点検作業は原子炉の運転を停止して
行なわれるため、短時間に点検を終了することが
必要である。そこで、自動検視装置１８で対象検
査表面を高速でスキヤンしながら連続的に撮影
し、これをビデオテープに記録すると同時にモニ
タテレビを検査員が監視し、異常を発見したとき
ビデオテープにマークを同時記録しておく。これ
らのビデオテープは記録終了後、複数の検査員が
複数の再生装置を用いて再生し、マークのある所
は低速あるいは画面を停止させて詳しく検視す
る。このようにすれば、１人の検査員がモニタテ
レビで詳しく検視する場合に比べ原子炉圧力容器
１内の点検に要する時間を大幅に短縮ができる。
上記マークの方法としては音声信号として記録す
る方法と、画面上に指標を合成する方法とが考え
られる。原子炉圧力容器１内の壁面、ノズル４お
よび原子炉容器内点検装置を用いた場合の点検作
業の基本フローチヤートの一例を第２０図に示
す。まず、ステツプ101に於て、人間が自動検査
原子炉容器内点検装置を原子炉圧力容器１上に設
置し、電源配線等を行う。次のステツプ102から
が人間の指示のもとに操作されるものである。ス
テツプ102では、原子炉容器内点検装置および機
器の異常の有無、原子炉圧力容器１内の水位の点
検を行う。もし、このステツプ102において異常
なときには警報ランプを表示し、人間に知らせ
る。異常がないときには、ステツプ103に進み原
子炉圧力容器１内の全体監視を行う。これは原子
炉容器内点検装置のマニプレータ１９に取付けら
れているテレビカメラ１６を第２図Ａのように移
動させ、原子炉圧力容器１内の概略な点検を行う
ものである。人間がテレビモニタ１４９をみて異
常と判断したときには、人間が停止スイツチを押
してテレビカメラ１６の移動を停止させて異常処
理を行う。異常がないときには、ステツプ104に
おいて検査対象のノズル４もしくは４Ａ又は原子
炉圧力容器１の壁面の自動研磨作業を行い、表面
の付着物を取り除く。この作業は、アーム１１に
取付けた自動研磨装置９９を第２図Ｂまたは第２
図Ｃのように検査対象の形状に応じた軌跡を描く
ように移動させながら行なう。ステツプ105に於
て研磨作業の結果を点検し、研磨作業がまだ必要
な場合にはステツプ104に戻り再度研磨作業を行
う。研磨結果が良いとステツプ105で判断する
と、ステツプ106で自動浸透探傷作業を行う。こ
の作業は、検査対象に探傷液を塗布する作業であ
る。この作業結果も、ステツプ107で点検し、自
動浸透探傷作業が不充分な場合には、再度160の
ステツプに戻り、自動浸透探傷作業を行う。結果
が良いときには、ステツプ108に進み、自動検視
作業を実施する。自動検視装置１８の特殊なテレ
ビカメラにより探傷液が塗布された場所を、放射
能レベルの極めて低い場所にあるテレビモニタ１
５０に写出し、その画面を人間が観察する。観察
している最中に検査対象の欠陥を発見すると、人
間は欠陥であることを知らせる操作を行い、原子
炉容器内点検装置はその位置を記憶する。このよ
うな自動検視作業を１つの検査対象の指定された
領域について行う。この作業が終了すると、ステ
ツプ109で作業後の点検を行い、ステツプ110の自
動清掃作業に移る。自動清掃作業では自動浸透探
傷作業時に塗布した探傷液等を拭きとる。完全に
拭きとれたことをステツプ111で確認し、ステツ
プ112に移る。ステツプ112では検査したいノズル
及び原子炉圧力容器１の壁面を全て検査したかど
うかを判定する。全部終了していないときにはス
テツプ115にいき、検査対象を変更し、さらにス
テツプ102に戻り、以下は同様の動作を繰り返
す。

ステツプ112で全ての検査対象の点検が終了し
たとすると、ステツプ113に移り原子炉容器１内
を全体的に監視し、検査中の破損等の点検を行
う。ステツプ113の点検で異常がないときには、
ステツプ114で人間が原子炉容器内点検自動検査
装置を原子炉圧力容器１上から徹去して、全ての
点検作業を終了する。

研磨作業時に発生する粉末および対象検査面に
塗布される探傷液が、炉心部６内に落下しないよ
うに考慮されている。

原子炉容器内点検装置を制御する制御装置のブ
ロツク構成を第２１図に示す。制御用計算機２０
を中枢とし操作盤１２７及び表示盤１２８を含む
総括制御盤２１、テレビモニタの画面を記録する
VTR装置１２９及びその制御回路１３０、制御
用計算機２０へのデータ入力及び内容を印字する
ためのタイプライタ１３１、マニプレータ１９の
各軸の駆動機構の位置決め制御を行うサーボ制御
回路１３２、サーボ増幅器１３３、自動浸透探傷
装置９６の制御回路１３４、自動研磨装置９９の
制御回路１３５、自動検視装置１８の制御回路１
３６、テレビカメラ１５，１６および１７の３台
のテレビカメラを含む視覚装置１３９の制御回路
１３７、及びリミツトスイツチより成る保護セン
サ１４０の電圧を増幅する検出回路１３８より構
成される。

又、総括制御盤２１の上部にあり人間に対して
情報を与える表示盤１２８の一実施例は第２２図
のようになつている。テレビカメラ１５の映像を
写出すためのテレビモニタ１４７、テレビカメラ
１７の映像信号を写出すためのテレビモニタ１４
８、テレビカメラ１６の映像信号を写出すための
テレビモニタ１４９、自動検視装置１８の映像信
号を写出すためのテレビモニタ１５０、制御用計
算機２０によつて各軸の位置情報又は動作状態を
数字、記号、パターン等で表示するための汎用的
なデイスプレイ装置１４１、動作モードを示す表
示灯１４２、異常状態を示す警報灯１４３が表示
盤１２８に設けられる。

さらに、総括制御盤２１の正面にあり、人間が
操作するスイツチ群が並んでいる操作盤１２７の
一実施例は第２３図のようになつている。電源ス
イツチ１４４、スタート、ポーズおよびストツプ
の３種のスイツチを含む起動スイツチ１４５、手
動運転時又は手動の微調整時に各軸を移動させる
のに用いる22個の軸移動スイツチ１４６手動及び
自動の切換スイツチ１５４、作業内容を指示する
モード切換スイツチ１５５、点検場所を指示する
場所指定スイツチ１５６、非常停止スイツチ１５
７、検視最中に欠陥をみつけたときに操作する異
常スイツチ１５８が操作盤１２７に設けられる。

いま、切換スイツチ１５４を手動モードに設定
し、人間が軸移動スイツチ１４６の「θ_＋」を押
したとすると、総括制御盤２１からの信号が、直
接にサーボ制御回路１３２に入る。軸移動スイツ
チ１４６のそれぞれの記号は第３図Ｂの各動作記
号に対応する。サフイツクスの＋と−は、逆方向
の動作となる。サーボ制御回路１３２及びそのサ
ーボ系の１軸分の構成は第２４図のようになつて
いる。制御用計算機２０からの位置指令Ｐ_cと手
動モード時の手動位置指令Ｐ_nをインターフエイ
ス回路１５９で選択しデイジタル減算器１６０の
入力とする。デイジタル減算器１６０では、現在
の位置指令Ｐと現在位置を検出するデイジタルエ
ンコーダ１６５の出力との差をとり、この差をＤ
−Ａ変換器１６１を介してアナログ値に変換し速
度指令とする。速度制御回路１６２では、速度指
令とタコジエネレータ１６４とによつて検出され
た速度帰還量とを用いて演算し、その出力により
サーボ増幅器１３３を動作させ電動機１６３を回
転させることにより、マニプレータ１９の各軸の
位置決めがなされる。又、第２４図に示したサー
ボ系では、電動機１６３に電磁ブレーキ１６７が
設置されており、制御用計算機２０から発せられ
たブレーキ信号BRによつて動作するようになつ
ている。

このようなデイジタルサーボ系の動作により、
人間が「θ_＋」のスイツチを押している間だけ、
マニプレータ１９の旋回テーブル８は回転し、手
動動作を行うことができる。同様に、他の軸に対
しても手動動作を行うことが可能である。

次に、自動動作について説明する。まず、切換
スイツチ１５４を自動モードにする。今、モード
切換スイツチ１５５を「監視」に設定する。この
状態で、起動スイツチ１４５の「スタート」を押
すと、制御用計算機２０では、これらの情報を判
断し第２図Ａに示したような軌跡を動くような位
置指令をサーボ制御回路１３２に与える。この結
果、マニプレータ１９のアーム１１および１２
は、原子炉圧力容器１内を上から下へと移動して
いく。この途中の原子炉圧力容器１内の状態は、
テレビモニタ１４７，１４８および１４９に写し
出され、人間の眼によつて炉内の状態が監視でき
る。もし、このような自動監視を行つている途中
に、例えば、原子炉圧力容器１の内壁にアームが
接触したことを保護センサ１４０が検知すると、
制御用計算機２０ではただちにサーボ制御回路１
３２に対して停止命令を出し、電磁ブレーキ１６
８を動作させて停止させるとともに、警報灯１４
３の「接触」の部分を点灯し、人間に異常を知ら
せる。又、その詳細内部についてはデイスプレイ
装置１４１にコメントを表示させ、異常原因をよ
りわかり易く人間に知らせるようにしている。

さらに、作業装置を用いて作業する場合の例を
自動検視装置１８について説明する。いま、モー
ド切換スイツチ１５５が「VT」を指示し、場所
指定スイツチ１５６が「６」を示していたとす
る。このような場合にはNo.６の検査場所（例えば
ノズル４Ｂ）について自動検視作業を行うことに
なる。この状態で起動スイツチ１４５の「スター
ト」を押すと、制御用計算機２０は、マニプレー
タ１９のサーボ制御回路１３２、サーボ増幅器１
３３を動作させて自動検視装置１８を検査対象で
あるノズル４Ｂの近くに移動させる。そして、ノ
ズル４Ｂの軸心に対して、回転シヤフト２９の軸
心がほぼ一致するような位置で一定時間停止す
る。この状態で、テレビモニタ１４８の画面を見
て、中心がずれていると人間が判断したときには
起動スイツチ１４５の「ポーズ」を押す。この状
態になると、自動作業は一担停止状態となる。こ
の状態で、軸移動スイツチ１４６の「Ｘ_L」、「Ｘ
_R」等を人間が操作し、テレビモニタ１４８を見
ながら前述したように回転シヤフト２９とノズル
４Ａの軸心が一致するように調整する。調整後
に、再度起動スイツチ１４５の「スタート」を押
すと、修正された状態から自動検視作業を行う。
このように、テレビモニタ１４８により検査対象
であるノズル４Ａとマニプレータ１９の相対位置
を調整するので、制御用計算機２０による位置決
め精度が悪くても正しい作業が実行できる。この
ようにして、自動検視装置１８は、検査対象であ
るノズル４Ｂ内部にまで奥深く入つていきその状
態を刻刻とテレビモニタ１５０に写出す。作業状
態はテレビモニタ１４９の画面により監視でき
る。テレビモニタ１５０の画面を見て、人間が欠
陥をみつけた場合には異常スイツチ１５８を操作
する。このスイツチ信号を制御用計算機２０が受
け取ると、テレビモニタ１５０の画面を記録して
いるVTR装置１２９へ制御回路１３０を介し
て、その時の自動検視装置１８の位置情報の一部
を記号としてVTR装置１２９へ同時に記録させ
る。さらに、この時の記号及びマニプレータ１９
の位置状態等、欠陥を発見した時点の状態をタイ
プライタ１３１に記録するような信号を、制御用
計算機２０は発生する。

このような機能により、欠陥のある場所の記録
が残るとともに、そのときの画面の状態もVTR
装置１２９により得られ、後で容易に再現して見
られるという効果がある。同様な方法で自動浸透
探傷作業、研磨作業も行うことができる。

さらに、マニプレータ１９のアーム部を任意の
場所へ移動させたいとき、例えば、作業装置がつ
いているアームを原子炉圧力容器１の上部で比較
的放射能レベルの低いところ（安全領域７）にも
つてこさせ、作業装置を点検したいような場合に
は次のような操作をすれば良い。まず、タイプラ
イタ１３１により、マニプレータ１９の各軸に対
する位置指令を入力し制御用計算機２０に記憶す
る。次に、モード切換スイツチ１５５を位置決め
の位置に設定し、起動スイツチ１４５の「スター
ト」を押す。こうすると、制御用計算機２０に指
定された場所へマニプレータ１９の各軸が自動的
に位置決めされるような指定を発生する。

以上、述べたように第２図の実施例によると制
御用計算機２０による自動作業と４台のテレビモ
ニタを介した人間の操作とをうまく組み合わせる
ことが可能となり、操作性の良い制御装置である
という効果を有する。

このような本実施例によれば、複雑な原子炉容
器内の点検を容易に行なうことができる。位置決
めも精度良く行なわれる。

第２５図はアームＡ１１の装着台３０Ａに研磨
装置９９、監視・検視用カメラ１６、塗布拭取装
置３２、自動検視装置１８を放射状に取付けた例
を示す。回転装置３１Ａにより任意の作業装置を
作業に好適な位置に移動させることができ、作業
装置と人間が交換する必要がないので被曝防止上
有利である。

本発明によれば、位置決めを精度良く行なえ、
複雑な原子炉容器の内部の点検を容易に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の縦
断面図、第２図はマニプレータに取付けられた作
業装置の原子炉圧力容器内における点検時の移動
軌跡を示し、Ａは原子炉圧力容器の内壁、Ｂはノ
ズル４およびＣはノズル４Ａのそれぞれの点検時
における移動軌跡の説明図、第３図ＡおよびＢは
マニプレータ手段の動作を説明する説明図、第４
図は本発明の好適な一実施例に適用されるマニプ
レータの斜視図、第５図は第４図のアーム付近の
詳細構造を示す斜視図、第６図は第４図のマニプ
レータへの作業装置の取付け状態を示す説明図、
第７図は第４図のマニプレータに用いられる駆動
装置の縦断面図、第８図は第４図のマニプレータ
の昇降台とクロスヘツドの位置決めを説明する説
明図、第９図は第８図の昇降台をコラムにロツク
する機構の縦断面図、第１０図は第９図の機構に
よる昇降台のロツク状態を示す説明図、第１１図
は作業装置の交換方法を示す説明図、第１２図は
第１１図のXII−XII矢視図、第１３図は第４図のマ
ニプレータにおけるテレビカメラの配置を示す説
明図、第１４図Ａ，ＢおよびＣは第１３図に示す
各テレビカメラによる撮像をそれぞれのテレビモ
ニタに写した状態を示す説明図、第１５図は第１
３図のテレビカメラ１７の監視装置の系統図、第
１６図、第１７図および第１８図はノズルと回転
シヤフトとの中心合せ作業を説明するものであ
り、各図のＡはテレビモニタに写出されている状
態を示している説明図および各図のＢはマニプレ
ータの状態を示す説明図、第１９図は自動検視装
置による点検作業を示し、Ａはその作業を示す状
態図およびＢはその作業によるノズル部の状態を
テレビモニタに写した状態を示す説明図、第２０
図は第４図のマニプレータを用いた点検作業の順
序を示す説明図、第２１図は本発明の好適な一実
施例の原子炉容器内点検装置の制御装置の構成
図、第２２図は第２１図の表示盤の正面図、第２
３図は第２１図の操作盤の平面図、第２４図は第
２１図のサーボ制御回路の系統図、第２５図はマ
ニプレータのアーム部の他の実施例を示す斜視図
である。１……原子炉圧力容器、４，４Ｂ……ノズル、
５……給水スパージヤ、８……旋回テーブル、１
１，１２……アーム、１３……移動台、１５，１
６，１７……テレビカメラ、１８……自動検視装
置、２０……制御用計算機、２１……総括制御
盤、２２……サーボ制御盤、２４Ａ，２４Ｂ……
コラム、２５……ワイヤ巻上げ装置、２６……ワ
イヤ、２７……昇降台、２８……クロスヘツド、
２９……回転シヤフト、９６……自動浸透探傷装
置、９９……自動研磨装置、１２７……操作盤、
１２８……表示盤。

Claims

【特許請求の範囲】１原子炉容器上部に設置される支持手段と、該支持手段上を移動可能に前記支持手段に設け
られた移動手段と、該移動手段に支持され、原子炉容器内部に挿入
されるコラムと、該コラムに保持され、該コラムに沿つて原子炉
容器の軸方向に移動する昇降手段と、該昇降手段に原子炉容器の半径方向に延在する
ように支持された回転シヤフトと、該回転シヤフトにそれぞれ支持され、該回転シ
ヤフトに対してそれぞれ回転シヤフトの軸方向と
半径方向に伸縮可能に形成された第１および第２
のアームと、原子炉容器内部の欠陥を点検する、前記第１のアームの端部に設けられた点検作業
装置、前記第２のアームの端部に設けられた前記点検
作業装置を監視する第１のモニター手段、前記回転シヤフトの端部に設けられ、原子炉容
器内部のノズルの軸心と前記回転シヤフトの軸心
の整合作業を監視し、かつ前記点検作業装置を監
視する第２のモニター手段、および前記移動手段に設けられ、前記第１と第２のア
ームの動作を監視する第３のモニター手段からな
る点検手段と、を有する原子炉容器内点検装置。